新一代柠檬酸发酵技术

本书体系全面，紧紧围绕柠檬酸生产工艺上、中、下游技术展开。内容包括柠檬酸发酵的理论基础、发酵菌种、发酵原料、发酵过程、提取及废物资源化利用等。本书在撰写过程中，广泛收集资料，以科学性、先进性、实用性相结合为宗旨，荟萃了经过产业化实践验证确实可靠的先进工艺和技术，并经过反复核对和精炼，采用图文并茂的说明方法，反映了柠檬酸发酵技术的最新进展。 本书适用于有机酸发酵行业的科研人员、生产技术人员，以及相关专业的学生参考。

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第一章概述/1 第一节柠檬酸物理性质1 第二节柠檬酸化学性质1 第三节柠檬酸功能与应用2 第四节发酵法生产柠檬酸的历史与现状4 参考文献6 第二章柠檬酸发酵的生物化学基础/10 第一节柠檬酸生物合成途径11 一、乙酰CoA进入三羧酸循环12 二、异柠檬酸形成12 三、第一次氧化脱羧12 四、第二次氧化脱羧12 五、底物磷酸化生成ATP13 六、琥珀酸脱氢13 七、延胡索酸的水化13 八、草酰乙酸再生13 第二节柠檬酸合成与分解关键酶15 第三节柠檬酸合成途径的代谢调控16 一、糖酵解途径的调节16 二、TCA循环的调节17 三、GABA通路的调节17 四、rTCA循环的调节17 参考文献17 第三章柠檬酸发酵的微生物学基础/19 第一节产生柠檬酸的微生物19 第二节国内外柠檬酸生产菌株19 第三节黑曲霉菌株的生理特性20 第四节产柠檬酸黑曲霉基因组解析22 一、诱变和高通量筛选获得黑曲霉柠檬酸低产菌株22 二、黑曲霉基因组组装与信息注释25 三、基因组比较分析27 第五节产柠檬酸黑曲霉转录组解析33 一、转录组学结果分析34 二、无效循环与侧呼吸链共同作用平衡胞内能量37 三、酸生成相关基因的调节39 四、细胞壁合成相关基因的调控42 第六节黑曲霉遗传转化新技术42 一、细胞壁酶解液的优化43 二、酶解作用条件的优化44 三、菌体预培养条件的优化45 四、外源基因的整合表达47 五、敲除oah基因以消除草酸的形成49 第七节产柠檬酸黑曲霉育种新技术50 一、菌种改造以提高柠檬酸产量的策略50 二、黑曲霉作为工业生产菌的优势及代谢改造方法52 三、利用低pH诱导的启动子动态调控黑曲霉的代谢通路54 四、调控黑曲霉葡萄糖转运系统增强柠檬酸的合成59 参考文献64 第四章柠檬酸发酵原料/66 第一节原料种类及特点66 第二节原料的预处理68 一、固体物料输送69 二、除杂69 三、粉碎70 第三节原料的水热处理71 一、淀粉原料的糊化（蒸煮）、液化与糖化概述71 二、蒸煮工艺流程72 三、液化工艺流程74 第四节原料处理用酶制剂76 一、淀粉酶在原料处理中的应用76 二、其他酶制剂在原料处理中的应用80 第五节基于分子量特征的淀粉原料精细化处理技术83 一、高效体积排阻色谱法分析分级糊精样品分子量分布84 二、黑曲霉糖化酶的分离纯化85 三、表征淀粉质原料液化效果方法的建立87 四、基于控制分子量特征的液化工艺88 五、基于液化组分控制分子量特征的柠檬酸发酵92 参考文献93 第五章柠檬酸发酵过程/95 第一节超声波诱导孢子快速萌发技术95 一、超声波预处理孢子对种子生长与柠檬酸产量的影响96 二、基于孢子超声波预处理与糖化酶活力移种的柠檬酸发酵96 第二节种子糖化酶水平表征的移种策略98 一、发酵罐培养的黑曲霉种子生理特性及生长动力学98 二、基于黑曲霉种子糖化酶活力移种的柠檬酸发酵99 第三节菌丝球适度分散技术99 一、基于菌丝球循环接种培养种子用于生产柠檬酸101 二、基于菌丝球分散循环培养种子以菌丝球形态接种的柠檬酸发酵101 三、基于菌丝球分散循环培养种子以分散菌丝形态接种的柠檬酸发酵103 四、不同接种形态方式的发酵菌丝球形态学分析104 第四节发酵过程的主要控制参数106 一、温度控制106 二、pH控制106 三、溶氧控制107 第五节连续分割循环发酵工艺107 一、基于菌丝球接种的分割循环发酵生产柠檬酸108 二、基于菌丝球分散的分割循环发酵生产柠檬酸109 三、分割发酵条件对柠檬酸发酵的影响111 四、基于菌丝球形态控制与分割发酵模式优化柠檬酸发酵112 第六节糖化酶补偿的同步糖化发酵工艺113 一、预添加糖化酶糖化发酵生产柠檬酸113 二、黑曲霉糖化酶与商品糖化酶不同pH条件下的酶学特性分析114 三、发酵过程添加糖化酶策略产柠檬酸115 四、阶段添加糖化酶策略生产柠檬酸119 参考文献119 第六章柠檬酸提取及废物资源化利用技术/122 第一节固液分离123 一、发酵液预处理123 二、发酵液固形物分离123 第二节钙盐法提取工艺124 一、中和的目标125 二、影响中和的因素125 三、影响酸解的因素125 第三节色谱法提取工艺126 一、色谱工艺的基本原理127 二、色谱工艺说明127 三、色谱工艺的优点128 四、柠檬酸模拟移动床连续分离及废水资源再利用技术129 第四节蒸发与结晶134 一、蒸发134 二、结晶134 参考文献135 第七章综合利用/137 第一节菌丝体滤渣137 一、作为动物饲料137 二、提取高附加值产物137 三、酶的利用138 四、土壤修复138 五、生物吸附剂138 第二节废水138 一、柠檬酸生产有机废水的特点139 二、生产沼气和污泥139 三、光合细菌法139 四、生产饲料酵母140 五、用于柠檬酸发酵配料140 六、浓缩成饲料140 七、柠檬酸色谱提取法废液处理和再利用技术140 八、柠檬酸废水回流发酵生产柠檬酸技术141 第三节硫酸钙149 参考文献150